沪科版中考物理复习专题三计算专题类型2力学综合计算教学课件

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考点点拨：力学综合计算题主要类别包括速度、密度、压强、浮力、机械功、功率的综合计算。从命题形式上看，综合题往往借助生产、生活中的实物或事件为载体，从不同的角度挖掘其中所隐含的物理过程，最后求解出某些相关的问题。
【例1】（2021陕西模拟）在一些建筑工地上，可以看见各种大型的起重机。如图2-3-14所示是1种起重机的简易图，机身总重2.0×105 N，利用滑轮组控制起重钩的升降。现用该起重机匀速吊起8 t的货物,10 s内使货物匀速上升2 m，拉力F的功率为2×104 W（g取10 N/kg）。问：
（1）该起重机的吊臂属于________杠杆。（2）货物的重力是多少？货物匀速上升时绳子自由端的拉力F是多少？（3）滑轮组的机械效率是多少？
解：（2）货物质量m＝8 t＝8 000 kg，其重力G＝mg＝8 000 kg×10 N/kg＝8×104 N；由P＝ 可得拉力做的总功W总＝Pt＝2×104 W×10 s＝2×105 J，由图知，拉力端移动距离s＝2h＝2×2 m＝4 m，由W＝Fs得拉力F＝ ＝5×104 N。
【例2】中国海094A战略核潜艇是我国建造的排水量最大的潜艇。下表是其部分性能参数，（ρ海水取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）问：
（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力是多少？（2）达到最大潜深时，艇底所受海水的压强为多少？（3）若核潜艇3 min水平匀速航行了2.4 km，所受阻力为3.6×105 N，发动机的功率为多少？
解:（1）由表格可知,m排=9 000 t=9×106 kg，F浮=G排= m排g=9×106 kg×10 N/kg=9×107 N 。
（2）由表格可知，h=350 m,p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×350 m=3.5×106 Pa。
强化点1 生活情景类1.如图2-3-15为1种自带动力设备的“钢铁侠”潜水服，质量为240 kg。最大潜水深度为330 m。推进器最大功率为5 kW，可帮助潜水员在水中朝各个方向自由移动。质量为60 kg的潜水员穿着该潜水服进行水下作业。（海水密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）问：
（1）若推进器以最大功率工作1 h，推进器做了多少功？（2）水下300 m处潜水服表面1 cm3的面积上受到的海水压力多大？（3）若穿着潜水服的潜水员在水中排开水的体积为0.25 m3，要使潜水员悬停在水中时，则推进器的推力多大？
（3）F浮＝ρgV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m3＝2 500 N，G＝m总g＝（60 kg+240 kg）×10 N/kg＝3 000 N，因F浮＜G，要使潜水员悬浮在水中处于平衡状态，所以，推进器推力的方向向上，即F浮+F推＝G，则F推＝G-F浮＝3 000 N-2 500 N＝500 N。答：（略）
强化点2 交通工具类2. （2022济南）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。若画舫游船质量为3 t，从黑虎泉站出发以3.5 m/s的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为5 min，牵引力是6×103 N。g取10 N/kg，问：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？（2）游船在护城河中受到的浮力多大？（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？
解：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段的长度s＝vt＝3.5 m/s×5×60 s＝1 050 m。
（2）游船在护城河中受到的浮力F浮＝G＝mg＝3×103 kg×10 N/kg＝3×104 N。
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做的功W＝Fs＝6×103 N×1 050 m＝6.3×106 J。
3. （2021通辽）抗击新冠肺炎疫情防控期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运患者时，救护车以60 kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶36 km，用时30 min。请解答下列问题：（1）救护车匀速行驶36 km牵引力做的功。（2）救护车所受的阻力。
（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为10～38 Pa之间。经测量发现，该负压仓0.9 m2的面积上内外气体压力差为18 N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
解：（1）救护车的功率P＝60 kW＝6×104 W，救护车行驶的时间t＝30 min＝1 800 s，救护车匀速行驶36 km牵引力做的功W＝Pt＝6×104 W×1 800 s＝1.08×108 J。
强化点3 科技应用类4. （2022随州）2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300 m的营地升空到9 000 m，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9 000 m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2 kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103 kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图2-3-16），该浮空艇周围空气的密度为1.2 kg/m3，g取10 N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：
（1）浮空艇内气体的质量。（2）浮空艇所受到的浮力。（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量。
强化点4 图像类5. 如图2-3-17所示甲是1艘完全依靠太阳能驱动的船，船的表面安装有太阳能电池板，该船长30 m、宽15 m，排水量60 t。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2-3-17乙所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2-3-17丙所示。 （g取10 N/kg）求：
（1）满载时太阳能船受到的浮力。（2）第60 s时太阳能船受到的阻力大小。（3）第50 s到第100 s内牵引力做的功。（4）第50 s到第100 s的运动过程中，牵引力的功率。
解：（1）满载时太阳能船受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝60×103 kg×10 N/kg＝6×105 N。
（2）由图乙可知，50～100 s内太阳能船受到的牵引力为8×104 N，由图丙可知，50～100 s内太阳能船以0.5 m/s的速度做匀速直线运动。因为太阳能船匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是1对平衡力，所以50～100 s内太阳能船受到的阻力为8×104 N，则第60 s时太阳能船受到的阻力为8×104 N。
6. （2021福建）1辆5G无人配送车，质量为400 kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。如图2-3-18所示是配送车某次运动的路程与时间的图像。求：（1）10 min内配送车的平均速度。（2）配送车匀速行驶时的牵引力。（3）配送车对水平地面的压强。
（2）配送车的重力G＝mg＝400 kg×10 N/kg＝4 000 N，配送车匀速行驶受到的阻力f＝0.05G＝0.05×4 000 N＝200 N，由于配送车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是1对平衡力，则牵引力F牵＝f＝200 N。